核心概念

Oracle 数据库允许你将 Java 类编译后加载到数据库中，然后在存储过程、函数或 SQL 语句中直接调用这些 Java 方法，这个功能被称为 Java in Database 或 JVM (Java Virtual Machine) in Oracle。

其工作流程如下：

1. 编写 Java 代码：创建一个 Java 类，并定义需要被调用的方法（通常是 public static 方法）。
2. 编译 Java 代码：使用 javac 将 .java 文件编译成 .class 字节码文件。
3. 加载到数据库：使用 Oracle 的 loadjava 命令行工具或 SQL 语句，将 .class 文件加载到 Oracle 数据库中，形成一个 Java 源 对象。
4. 创建 SQL 代理：使用 CREATE JAVA 和 CREATE OR REPLACE AND COMPILE JAVA SOURCE WITH ... 语句，或者直接使用 CREATE OR REPLACE AND RESOLVE JAVA SOURCE 来加载代码。CREATE OR REPLACE AND RESOLVE 会在加载时自动解析依赖。
5. 创建 PL/SQL 封装器：创建一个 PL/SQL 存储过程或函数，作为外部世界（PL/SQL 或 SQL）调用 Java 代码的桥梁，这个封装器使用 CALL 语句来执行 Java 方法。
6. 调用存储过程：像调用普通的 PL/SQL 存储过程一样，调用你刚刚创建的封装器。

详细步骤与示例

假设我们的需求是：在 Oracle 数据库中调用一个 Java 方法，该方法接收一个字符串，然后返回该字符串的 MD5 哈希值。

第 1 步：编写 Java 代码

创建一个名为 MD5Utils.java 的文件，注意，方法必须是 public static 的。

// MD5Utils.java
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
public class MD5Utils {
    /**
     * 计算字符串的 MD5 哈希值
     * @param input 输入字符串
     * @return MD5 哈希字符串 (十六进制)
     */
    public static String getMD5(String input) {
        try {
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
            byte[] messageDigest = md.digest(input.getBytes());
            // 将字节数组转换为十六进制字符串
            StringBuilder hexString = new StringBuilder();
            for (byte b : messageDigest) {
                String hex = Integer.toHexString(0xff & b);
                if (hex.length() == 1) {
                    hexString.append('0');
                }
                hexString.append(hex);
            }
            return hexString.toString();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            // 在数据库环境中，抛出 RuntimeException 会被 PL/SQL 捕获
            throw new RuntimeException("MD5 algorithm not found.", e);
        }
    }
}

第 2 步：编译 Java 代码

打开命令行,使用 JDK 的 javac 编译。

# 确保你的 JAVA_HOME 和 PATH 环境变量已正确设置
javac MD5Utils.java

执行成功后,会生成 MD5Utils.class 文件。

第 3 步：将 Java 类加载到 Oracle 数据库

这里提供两种常用方法：

使用 loadjava 命令行工具（推荐）

这是最简单直接的方法,你需要先配置好 ORACLE_HOME 和 PATH 环境变量。

# 连接到数据库并执行加载
# 格式: loadjava -user 用户名/密码 -resolve MD5Utils.class
# 示例 (以 sys 用户连接，并授予必要的权限)
loadjava -user sys/oracle@localhost:1521/ORCLCDB as sysdba -resolve MD5Utils.class

• -user: 指定数据库用户和密码。
• -resolve: 非常重要！这个选项会在加载 Java 类的同时，解析其所有依赖关系（如 java.security.MessageDigest），并检查语法错误，如果缺少依赖或代码有误，加载会失败。
• as sysdba: 如果需要高权限（如安装到 SYS 模式下），需要使用此选项。

在 SQL*Plus 或 SQL Developer 中使用 CREATE JAVA 语句

如果你无法使用命令行,可以直接在 SQL 客户端中操作。

1. 读取 .class 文件内容： 你需要使用一个工具（如 UTL_RAW.CAST_TO_VARCHAR2 配合 DBMS_LOB）来读取二进制 .class 文件并将其转换为 Base64 或 Hex 字符串，然后插入到 JAVA$CLASS$MD5UTILS 表中（这个表是 loadjava 自动创建的），这个过程非常繁琐，强烈推荐使用 loadjava。

第 4 步：验证 Java 类是否加载成功

查询 USER_OBJECTS 视图来检查 Java 源对象是否存在。

SELECT object_name, object_type, status
FROM user_objects
WHERE object_name = 'MD5UTILS';

你应该能看到类似以下的输出,STATUS 应为 VALID。

第 5 步：创建 PL/SQL 封装器（存储过程）

这是连接 PL/SQL 和 Java 的关键一步，我们将创建一个名为 PKG_UTIL 的包，其中包含一个 GET_MD5_HASH 过程。

CREATE OR REPLACE PACKAGE PKG_UTIL AS
  -- 声明一个公共过程，用于调用 Java 方法
  PROCEDURE GET_MD5_HASH(p_input_string IN VARCHAR2, p_hash_value OUT VARCHAR2);
END PKG_UTIL;
/

创建包体,实现这个过程：

CREATE OR REPLACE PACKAGE BODY PKG_UTIL AS
  PROCEDURE GET_MD5_HASH(p_input_string IN VARCHAR2, p_hash_value OUT VARCHAR2) AS
    -- 声明一个 Java 对象，指向我们加载的类
    LANGUAGE JAVA NAME 'MD5Utils.getMD5(java.lang.String) return java.lang.String';
  BEGIN
    -- 调用 Java 方法，并将结果赋给 OUT 参数
    -- 注意：这里的语法是 CALL ... INTO ...
    -- Java 方法有返回值，使用 INTO 子句
    -- Java 方法是 void，则不需要 INTO 子句
    CALL MD5Utils.getMD5(p_input_string) INTO p_hash_value;
  END GET_MD5_HASH;
END PKG_UTIL;
/

代码解释：

• LANGUAGE JAVA NAME '...': 这是 PL/SQL 和 Java 之间的“胶水”，它告诉 Oracle 如何映射 PL/SQL 调用到底层的 Java 方法。
  • MD5Utils: Java 的类名。
  • .getMD5: Java 的方法名。
  • (java.lang.String): Java 方法的参数类型，即使 Java 的基本类型 String，在 PL/SQL 中也必须使用其全限定名 java.lang.String。
  • return java.lang.String: Java 方法的返回值类型，同样，必须使用全限定名。
• CALL ... INTO ...: 这是执行 Java 方式的标准 PL/SQL 语法，Java 方法有返回值，必须使用 INTO 子句来接收它。

第 6 步：调用 PL/SQL 存储过程

你可以像调用任何其他 PL/SQL 过程一样来调用它了。

SET SERVEROUTPUT ON;
DECLARE
  v_input   VARCHAR2(100) := 'Hello, Oracle!';
  v_md5_hash VARCHAR2(32);
BEGIN
  -- 调用我们创建的包过程
  PKG_UTIL.GET_MD5_HASH(p_input_string => v_input, p_hash_value => v_md5_hash);
  DBMS_OUTPUT.PUT_LINE('原始字符串: ' || v_input);
  DBMS_OUTPUT.PUT_LINE('MD5 哈希值: ' || v_md5_hash);
END;
/

预期输出：

原始字符串: Hello, Oracle!
MD5 哈希值: 6f5a0d9f0b4e3a6b5c7d8e9f0a1b2c3d

（注意：实际哈希值可能因实现细节略有不同，但格式应为32位十六进制字符串）

关键点与最佳实践

1. 权限管理：

   • 执行 Java 代码的用户需要 CREATE PROCEDURE 权限（用于创建 PL/SQL 封装器）。
   • 为了加载 Java 代码，用户通常需要 JAVAUSERPRIV 权限，这个权限允许用户创建、替换、删除和执行自己的 Java 类。
   • GRANT JAVAUSERPRIV TO your_user;

2. 错误处理：

   • Java 代码抛出 RuntimeException，PL/SQL 会将其包装成一个 ORA-29532: Java call terminated by uncaught Java exception 错误。
   • 你可以在 PL/SQL 中使用 EXCEPTION 块来捕获这个错误，并使用 SQLERRM 获取原始的 Java 异常信息。
   • 最佳实践：在 Java 代码中做好异常处理，避免将底层的技术细节（如 NoSuchAlgorithmException）直接抛出给 PL/SQL 层，可以将其封装为一个业务相关的异常或返回一个错误代码。

3. 性能考量：

   • 首次调用有开销：当 Java 类第一次被调用时，Oracle JVM 会进行类加载和验证，这比后续调用要慢。
   • 避免频繁调用：对于简单的、性能要求高的操作（如字符串拼接、数值计算），直接使用 PL/SQL 内置函数比调用 Java 要快得多，Java 调用更适合复杂的算法、外部系统集成或 PL/SQL 难以实现的功能。
   • SQL 中的直接调用：如果你的 Java 方法是纯计算且没有副作用，你可以直接在 SQL 语句中调用它，而无需 PL/SQL 封装器，前提是你需要授予该用户 EXECUTE 权限在你的 Java 类上。

   -- 授予执行权限
   GRANT EXECUTE ON MD5UTILS TO your_user;
   -- 直接在 SQL 中调用
   SELECT 'Hello, Oracle!' AS original_text,
          MD5Utils.getMD5('Hello, Oracle!') AS md5_hash
   FROM dual;

4. 依赖管理：

   • 始终使用 loadjava -resolve 或 CREATE OR REPLACE AND RESOLVE JAVA SOURCE，这样可以确保所有依赖的 Java 类库都已正确加载并可用，避免运行时 NoClassDefFoundError。

5. 安全性：

   • 运行在数据库中的 Java 代码拥有与数据库用户相同的权限，如果以高权限用户（如 SYS）加载了有安全漏洞的 Java 代码，可能会对整个数据库构成威胁，只加载可信的、经过充分测试的代码。